內(nèi)燃機的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及統(tǒng)合控制構(gòu)成為能夠?qū)⒂糜谶\轉(zhuǎn)的空燃比在至少2個空燃比之間進(jìn)行切換的內(nèi)燃機的空氣量、燃料供給量以及點火正時的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開平11-22609號公報中，公開了涉及能夠?qū)?nèi)燃機的燃燒方式從分層燃燒向均質(zhì)燃燒切換或者從均質(zhì)燃燒向分層燃燒切換的內(nèi)燃機的燃燒方式的切換控制的技術(shù)(以下，現(xiàn)有技術(shù))。分層燃燒中的空燃比比均質(zhì)燃燒中的空燃比稀，所以在燃燒方式的切換時伴隨空燃比的切換。作為空燃比的切換方法，眾所周知有以不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩階差的方式使空燃比逐漸變化的方法。但是，在該眾所周知的方法中，盡管轉(zhuǎn)矩的階差得到緩和，但無法得到所期望的轉(zhuǎn)矩，另外，存在因使用本來非意圖的空燃比而招致排放的惡化這一問題。上述現(xiàn)有技術(shù)作為針對該問題的解決辦法而被提出。
[0003]根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，在從均質(zhì)燃燒向分層燃燒的切換時，在階段性地切換目標(biāo)當(dāng)量比前僅目標(biāo)空氣量被階段性地切換。詳細(xì)而言，僅使目標(biāo)空氣量階段性地增大而預(yù)先使空氣量增大，在實際的空氣量達(dá)到目標(biāo)空氣量的時刻，使目標(biāo)當(dāng)量比階段性地減少。即，在空氣量延遲于目標(biāo)空氣量而增大的期間，維持燃燒方式切換前的目標(biāo)當(dāng)量比。但是，若以燃燒方式切換前的目標(biāo)當(dāng)量比決定燃料量，則燃料量相對于將轉(zhuǎn)矩保持為一定所需要的量成為過剩。因而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，通過點火正時的延遲來修正該燃料量的過剩量，由此避免燃燒方式切換前的轉(zhuǎn)矩的增大。
[0004]但是，點火正時的延遲伴隨失火的可能。失火會招致駕駛性能的惡化和/或排氣性能的惡化。失火能夠通過對點火正時的延遲設(shè)置限制來防止，但不能避免由燃料量的過剩引起的轉(zhuǎn)矩的增大。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-22609號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其課題在于，在構(gòu)成為能夠?qū)⒂糜谶\轉(zhuǎn)的空燃比在至少2個空燃比之間切換的內(nèi)燃機中，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的變動地切換空燃比。
[0009]本發(fā)明能夠應(yīng)用于內(nèi)燃機的控制裝置的構(gòu)成。以下，對本發(fā)明的內(nèi)燃機的控制裝置的概要進(jìn)行說明。但是，由以下所說明的本發(fā)明的內(nèi)容可知，本發(fā)明能夠應(yīng)用于內(nèi)燃機的控制方法的步驟，也能夠應(yīng)用于由控制裝置執(zhí)行的程序的算法。
[0010]本發(fā)明的控制裝置具有3種致動器，以構(gòu)成為能夠選擇第1空燃比下的運轉(zhuǎn)和比第1空燃比稀的第2空燃比下的運轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機為控制對象。3種致動器是使空氣量變化的第1致動器、向缸內(nèi)供給燃料的第2致動器以及對缸內(nèi)的混合氣體進(jìn)行點火的第3致動器。第1致動器例如包括節(jié)氣門、使進(jìn)氣門的氣門正時變化的可變氣門正時機構(gòu)，并且，若內(nèi)燃機是增壓發(fā)動機，則使增壓器的增壓特性變化的增壓特性可變致動器、具體而言可變噴嘴和/或排氣泄壓閥等也包含于第1致動器。第2致動器具體而言是噴射燃料的噴射器，例如，包括向進(jìn)氣口噴射燃料的端口噴射器和直接向氣缸內(nèi)噴射燃料的缸內(nèi)噴射器。第3致動器具體而言是點火裝置。本發(fā)明的控制裝置通過這3種致動器的協(xié)調(diào)操作來統(tǒng)合控制內(nèi)燃機的空氣量、燃料供給量以及點火正時。
[0011]本發(fā)明的控制裝置能夠通過計算機而具現(xiàn)化。更詳細(xì)而言，能夠通過具備存儲有記述了用于實現(xiàn)各種功能的處理的程序的存儲器和從該存儲器讀取程序而執(zhí)行的處理器的計算機來構(gòu)成本發(fā)明的控制裝置。本發(fā)明的控制裝置所具備的功能中，作為用于決定上述3種致動器的協(xié)調(diào)操作所使用的目標(biāo)空氣量以及目標(biāo)空燃比的功能，包括要求轉(zhuǎn)矩接收功能、目標(biāo)空燃比切換功能、目標(biāo)空氣量算出功能以及假想空燃比變更功能。
[0012]根據(jù)要求轉(zhuǎn)矩接收功能，接收對內(nèi)燃機的要求轉(zhuǎn)矩。要求轉(zhuǎn)矩基于對由駕駛員操作的加速器踏板的開度進(jìn)行響應(yīng)的信號而計算。在駕駛員對內(nèi)燃機要求減速的情況下，得到與駕駛員釋放加速器踏板的速度相應(yīng)地減少的要求轉(zhuǎn)矩。在駕駛員對內(nèi)燃機要求加速的情況下，得到與駕駛員踩踏加速器踏板的速度相應(yīng)地增大的要求轉(zhuǎn)矩。
[0013]根據(jù)目標(biāo)空氣量算出功能，根據(jù)要求轉(zhuǎn)矩倒推用于達(dá)成要求轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)空氣量。目標(biāo)空氣量的計算中，使用給出空氣量向轉(zhuǎn)矩的變換效率的參數(shù)?？杖急缺壤碚摽杖急认〉迷蕉?，則由相同空氣量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越低，所以與空燃比對應(yīng)的參數(shù)與給出空氣量向轉(zhuǎn)矩的變換效率的參數(shù)相符。假想空燃比是與空燃比對應(yīng)的參數(shù)，是目標(biāo)空氣量的計算所使用的參數(shù)之一。假想空燃比的值是可變的，通過假想空燃比變更功能而變更。根據(jù)假想空燃比變更功能，在滿足從第1空燃比下的運轉(zhuǎn)向第2空燃比下的運轉(zhuǎn)切換運轉(zhuǎn)模式的條件時，響應(yīng)于此而將假想空燃比從第1空燃比變更為第2空燃比。要求轉(zhuǎn)矩的值相同的情況下，假想空燃比越濃，則目標(biāo)空氣量越小，假想空燃比越稀，則目標(biāo)空氣量越大。
[0014]根據(jù)目標(biāo)空燃比切換功能，在假想空燃比從第1空燃比向第2空燃比變更后，將目標(biāo)空燃比從第1空燃比切換成第1空燃比與第2空燃比的中間的第3空燃比，然后立即從第3空燃比向第2空燃比切換。S卩，目標(biāo)空燃比不是直接從第1空燃比向第2空燃比切換，而是在暫時切換為中間的第3空燃比后，從第3空燃比向第2空燃比切換。此外，此處所說的中間的空燃比，意指比第1空燃比稀且比第2空燃比濃的空燃比，不限定于第1空燃比與第2空燃比的中值。
[0015]優(yōu)選，將目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第3空燃比切換的具體的時刻是根據(jù)第1致動器的操作量推定的空氣量達(dá)到在第3空燃比下能夠?qū)崿F(xiàn)要求轉(zhuǎn)矩的空氣量的時刻。但是，在第3空燃比下能夠?qū)崿F(xiàn)要求轉(zhuǎn)矩的空氣量比不產(chǎn)生失火的最小空氣量少的情況下，更優(yōu)選在根據(jù)第1致動器的操作量推定的空氣量超過最小空氣量之后，將目標(biāo)空燃比從第1空燃比切換成第3空燃比。另外，在根據(jù)第1致動器的操作量推定的空氣量達(dá)到在第3空燃比下能夠?qū)崿F(xiàn)要求轉(zhuǎn)矩的空氣量之前點火正時延遲到延遲界限的情況下，也可以在該時刻將目標(biāo)空燃比從第1空燃比切換為第3空燃比。其中，優(yōu)選以在第3空燃比下能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)矩相對于要求轉(zhuǎn)矩的不足量比在第1空燃比下能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)矩相對于要求轉(zhuǎn)矩的過剩量小作為切換的條件。
[0016]優(yōu)選，將目標(biāo)空燃比從第3空燃比向第2空燃比切換的具體的時刻是目標(biāo)空氣量與推定空氣量的差成為了閾值以下的時刻。另外，也可以在目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第3空燃比切換后經(jīng)過一定時間之后的時刻將目標(biāo)空燃比從第3空燃比向第2空燃比切換。進(jìn)而，也可以在假想空燃比從第1空燃比向第2空燃比變更后經(jīng)過一定時間之后的時刻將目標(biāo)空燃比從第3空燃比向第2空燃比切換。
[0017]本發(fā)明的控制裝置基于通過上述處理決定的目標(biāo)空氣量和目標(biāo)空燃比來協(xié)調(diào)操作3種致動器。本發(fā)明的控制裝置所具備的功能中，作為用于基于目標(biāo)空氣量和目標(biāo)空燃比而進(jìn)行協(xié)調(diào)操作的功能，包括第1致動器控制功能、第2致動器控制功能以及第3致動器控制功能。
[0018]根據(jù)第1致動器控制功能，基于目標(biāo)空氣量來決定第1致動器的操作量。然后，按照所決定的操作量進(jìn)行第1致動器的操作。通過第1致動器的操作，實際的空氣量以跟隨目標(biāo)空氣量的方式變化。
[0019]根據(jù)第2致動器控制功能，基于目標(biāo)空燃比來決定燃料供給量。然后，按照所決定的燃料供給量進(jìn)行第2致動器的操作。
[0020]根據(jù)第3致動器控制功能，基于根據(jù)第1致動器的操作量和目標(biāo)空燃比推定的轉(zhuǎn)矩和要求轉(zhuǎn)矩，來決定用于實現(xiàn)要求轉(zhuǎn)矩的點火正時。然后，按照所決定的點火正時進(jìn)行第3致動器的操作。能夠根據(jù)第1致動器的操作量來推定實際的空氣量，能夠根據(jù)推定空氣量和目標(biāo)空燃比來推定轉(zhuǎn)矩。第3致動器的操作以通過點火正時修正推定轉(zhuǎn)矩相對于要求轉(zhuǎn)矩的過剩量的方式進(jìn)行。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，通過具備上述功能，能夠不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的變動地將內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)模式從第1空燃比下的運轉(zhuǎn)向比第1空燃比稀的第2空燃比下的運轉(zhuǎn)進(jìn)行切換。
【附圖說明】
[0022]圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的控制裝置的邏輯的框圖。
[0023]圖2是示出本發(fā)明的實施方式1的控制裝置的運轉(zhuǎn)模式的切換的邏輯的框圖。
[0024]圖3是示出本發(fā)明的實施方式1的控制裝置的控制結(jié)果的表象(image)的時間圖。
[0025]圖4是示出比較例的控制結(jié)果的表象的時間圖。
[0026]圖5是示出本發(fā)明的實施方式2的控制裝置的運轉(zhuǎn)模式的切換的邏輯的時間圖。
[0027]圖6是示出本發(fā)明的實施方式3的控制裝置的控制結(jié)果的表象的時間圖。
[0028]圖7是示出本發(fā)明的實施方式3的控制裝置的控制結(jié)果的表象的時間圖。
[0029]圖8是示出本發(fā)明的實施方式4的控制裝置的邏輯的框圖。
【具體實施方式】
[0030][實施方式1]
[0031]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式1進(jìn)行說明。
[0032]在本實施方式中作為控制對象的內(nèi)燃機(以下，發(fā)動機)是火花點火式的4沖程往復(fù)發(fā)動機。另外，該發(fā)動機是所謂的稀燃發(fā)動機，構(gòu)成為能夠選擇進(jìn)行理論空燃比下的運轉(zhuǎn)的化學(xué)當(dāng)量模式(第1運轉(zhuǎn)模式)和進(jìn)行比理論空燃比稀的空燃比下的運轉(zhuǎn)的稀模式(第2運轉(zhuǎn)模式)作為發(fā)動機的運轉(zhuǎn)模式。
[0033]搭載于車輛的EQJ (Electrical control Unit:電子控制單元)通過操作發(fā)動機所具備的各種致動器來控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)。由ECU操作的致動器中，包括作為使空氣量變化的第1致動器的節(jié)氣門和可變氣門正時機構(gòu)(以下，VVT)，作為向缸內(nèi)供給燃料的第2致動器的噴射器，作為對缸內(nèi)的混合氣體進(jìn)行點火的第3致動器的點火裝置。VVT針對進(jìn)氣門設(shè)置，噴射器設(shè)置于進(jìn)氣口。ECU操作這些致動器來控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)。由ECU進(jìn)行的發(fā)動機的控制中，包括從化學(xué)當(dāng)量模式向稀模式或者從稀模式向化學(xué)當(dāng)量模式的運轉(zhuǎn)模式的切換。
[0034]在圖1中，以框圖示出本實施方式的EOT的邏輯。EOT包括發(fā)動機控制器100和動力傳動系統(tǒng)管理器200。發(fā)動機控制器100是直接控制發(fā)動機的控制裝置，相當(dāng)于本發(fā)明的控制裝置。動力傳動系統(tǒng)管理器200是統(tǒng)合控制包括發(fā)動機和/或電子控制式自動變速器、還有VSC和/或TRC等車輛控制設(shè)備的驅(qū)動系統(tǒng)整體的控制裝置。發(fā)動機控制器100構(gòu)成為基于從動力傳動系統(tǒng)管理器200接受的信號來控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)。發(fā)動機控制器100和動力傳動系統(tǒng)管理器200均由軟件實現(xiàn)。詳細(xì)而言，通過讀出存儲于存儲器的程序，并由處理器執(zhí)行，從而在ECU中實現(xiàn)發(fā)動機控制器100和動力傳動系統(tǒng)管理器200各自的功能。此外，在ECU具備多核處理器的情況下，能夠?qū)l(fā)動機控制器100和動力傳動系統(tǒng)管理器200分別分給不同的核或者核組。
[0035]在圖1中表示動力傳動系統(tǒng)